異型金屬板屋面和幕墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

高闖 王金剛

摘 要 本文針對(duì)異型金屬板屋面和幕墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)例，從金屬屋面系統(tǒng)的構(gòu)造、鋁鎂錳金屬屋面板的設(shè)計(jì)兩個(gè)方面分析了異性金屬板屋面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并提出幕墻設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。分析結(jié)果表明，在建筑工程造型愈發(fā)多元化的背景下，人們?cè)絹?lái)越追求建筑工程造型的美觀性，誕生了很多異型金屬建筑工程，屋面和幕墻設(shè)計(jì)是此類建筑工程設(shè)計(jì)的重中之重，充分把控設(shè)計(jì)要點(diǎn)，可提升異型工程設(shè)計(jì)品質(zhì)，降低后期施工難度，值得高度重視。

關(guān)鍵詞 異型;金屬板;屋面;幕墻

引言

近年來(lái)，建筑工程的造型設(shè)計(jì)逐步向著多元化的方向發(fā)展，一些建筑師，在工程設(shè)計(jì)中，不再滿足中規(guī)中矩的建筑設(shè)計(jì)造型，很多異型建筑、富有視覺(jué)沖擊力的建筑出現(xiàn)在各大城市。相比于傳統(tǒng)建筑造型，異型建筑工程的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，屋面、幕墻設(shè)計(jì)難度更多，對(duì)設(shè)計(jì)人員的綜合技術(shù)水平有很高的要求，如何有效把控設(shè)計(jì)要點(diǎn)，是保證此種建筑工程設(shè)計(jì)品質(zhì)的關(guān)鍵?；诖耍_(kāi)展異型金屬板屋面和幕墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析就顯得尤為必要。

1 工程概述

某建筑工程，是一座集展覽、會(huì)議、康體文化等為一體的多功能綜合建筑。占地面積約2.6萬(wàn)㎡，總建筑面積為2.8萬(wàn)㎡，地上建筑面積是2.0萬(wàn)㎡，地下建筑面積0.8萬(wàn)㎡。

本工程外形酷似一個(gè)海綿，人像水一樣，被吸納到內(nèi)部空間，屋頂設(shè)計(jì)靈感，是古典建筑出挑、平緩的大屋頂。屋面板為鋁鎂錳金屬屋面板，外部為幕墻結(jié)構(gòu)。

2 異型金屬板屋面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 異型金屬板屋面構(gòu)造

從圖1的中可以看出，本工程屋面是一個(gè)不規(guī)則的四邊形，以第一道天溝為界，四周是長(zhǎng)度超過(guò)12.5m的斜坡。出挑屋面最大懸挑距離為27m，工程主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架支撐系統(tǒng)，異型金屬板屋面厚度為0.9mm，高直立鎖邊，屋面板為鋁鎂金屬板，最外層厚度為3.0mm鋁板。受到體型和功能的共同影響，無(wú)論是屋面設(shè)計(jì)，還是幕墻設(shè)計(jì)，難度都比較大，為保證設(shè)計(jì)效果，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，才行使有效，并且適合本工程的結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，保證工程項(xiàng)目能夠順利完成。本工程屋面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采用了從下到上的設(shè)計(jì)思路。

在主體支撐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要高度重視以下幾點(diǎn)：①檁托設(shè)計(jì)為可實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)整的連接機(jī)構(gòu)，檁條選擇了弧形方管，壓型鋼板的厚度控制在0.5mm左右。②無(wú)紡布選擇50mm厚吸音棉，為達(dá)到良好的防潮、降噪效果，表面鋪設(shè)一層聚乙烯材料。③鋁鎂錳金屬屋面的厚度為0.9mm，為典型的高直立鎖邊[1]。轉(zhuǎn)接件選擇了鋁合金材料制作而成的連接裝置，以保證連接效果。④面層鋁合金裝飾板的厚度控制在3.0mm左右，按照建筑工程的要求，在屋面板上進(jìn)行氟碳噴涂。

由于本工程金屬屋面的支承結(jié)構(gòu)分為三層，主體支撐異型鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，并用在鋼檁條作為主結(jié)構(gòu)的次龍骨。屋面異型金屬板鋪設(shè)在次龍骨之上，第三層支承結(jié)構(gòu)為直立鎖邊金屬屋面板外部的鋁管檁條，也是本工程最外側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)。

2.2 鋁鎂錳金屬屋面板設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

防水是鋁鎂錳金屬屋面板設(shè)計(jì)的重中之重，其設(shè)計(jì)效果直接決定了整個(gè)工程的質(zhì)量和使用性能，因此，在具體設(shè)計(jì)中必須高度重視。傳統(tǒng)壓型金屬板通過(guò)螺釘穿透來(lái)固定的，在釘孔位置為防止發(fā)生滲漏水，通過(guò)橡膠墊片密封處理。隨著工程使用年限的增加，橡膠墊片會(huì)發(fā)生不同程度的老化，降低密封效果，從而引發(fā)滲漏水問(wèn)題。為解決此類問(wèn)題，本工程在金屬屋面系統(tǒng)的外層，選擇了高直立鎖邊鋁鎂錳金屬面層作為防水板，同時(shí)在第二層用防水透氣膜進(jìn)行防水，雙層防水保護(hù)，有效保證了屋面系統(tǒng)的防水性能。

3 幕墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1 幕墻整體設(shè)計(jì)要點(diǎn)

幕墻是本工程的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其具有的功能包括：承受自重，也可以直接作用其上的地震作用和風(fēng)荷載。但并分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)承受的地震或者荷載。因此，在幕墻整體設(shè)計(jì)中，要滿足以下要求：

必須具有一定的剛度、承載力、穩(wěn)定性等。

幕墻構(gòu)件和立柱、橫梁之間的連接構(gòu)件，都需要能夠傳遞地質(zhì)、風(fēng)荷載。

每個(gè)幕墻連接部位結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度不能低于C25，以保證幕墻和主體結(jié)構(gòu)連接的可靠性。

幕墻和錨固連接要保證可靠性，如果條件允許，可預(yù)留出一定的空間，以便確定承載力時(shí)進(jìn)行實(shí)物試驗(yàn)[2]。

3.2 幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須具有足夠的適應(yīng)能力和吸收位移的能力，以防止主體結(jié)構(gòu)受到水平力時(shí)發(fā)生的位移，損壞幕墻構(gòu)件。在幕墻結(jié)構(gòu)和立柱之間要盡量預(yù)留出足夠的空間。

為提升幕墻結(jié)構(gòu)的變形能力，需要在立柱上設(shè)置相應(yīng)的活動(dòng)接頭，通過(guò)這樣的方法，可保證立柱能夠進(jìn)行上下活動(dòng)。

上下柱接頭空隙不能低于15mm，降低后期施工誤差，并為立柱的溫度變形提供條件。

將立柱設(shè)計(jì)成軸心受拉構(gòu)件，絞接節(jié)點(diǎn)懸掛在幕墻結(jié)構(gòu)上端，下端設(shè)計(jì)成上下可變形的節(jié)點(diǎn)形式，以便降低立柱對(duì)結(jié)構(gòu)安全造成的不利影響。

3.3 幕墻防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

合理設(shè)計(jì)防雷系統(tǒng)，可有效減低雷擊造成的損失。在幕墻防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格遵循安全第一的原則，設(shè)計(jì)人員要具有一定的超前意識(shí)，以便設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)的幕墻防雷系統(tǒng)。同時(shí)還要充分利用工程項(xiàng)目的接閃器、引下線、接地裝置等，合理應(yīng)用和布置這些防雷裝置，可將幕墻的豎向龍骨、橫向龍骨和工程防雷網(wǎng)相互結(jié)合，形成一張強(qiáng)大的防雷體系[3]。以便將強(qiáng)大的雷電快速導(dǎo)入地下，保護(hù)幕墻結(jié)構(gòu)和工程內(nèi)部，免遭雷電侵襲。本工程在防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將幕墻頂部女兒墻的蓋板，設(shè)計(jì)成幕墻接閃器，接收的雷電流，可通過(guò)女兒墻中的防雷引下線、均壓環(huán)等，將其引到建筑工程防雷網(wǎng)體系中，大大提升了避雷效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了異型金屬板屋面和幕墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)，分析結(jié)果表明，在建筑事業(yè)不但發(fā)展的背景下，人們已經(jīng)不再滿足于中規(guī)中矩的建筑工程，誕生了很多異型建筑，異型建筑屋面多為金屬板和幕墻，加強(qiáng)屋面和目前設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析，有利于提升設(shè)計(jì)品質(zhì)，保證建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾香華.強(qiáng)臺(tái)風(fēng)地區(qū)大跨度倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案[J].水運(yùn)工程，2019，（9）：222-226.

[2] 徐悅，毛小勇.單層金屬屋面光伏系統(tǒng)鋁合金支架的抗風(fēng)性能研究[J].江蘇建筑，2019，（4）：29-32.

[3] 馮遠(yuǎn)，向新岸，董石麟，等.雅安天全體育館金屬屋面索穹頂設(shè)計(jì)研究[J].空間結(jié)構(gòu)，2019，（1）：3-13.